基于智能负荷开关的V-I-T型自动分段器
2007-08-08 15:42:26 来源:
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电力18讯: 王贵宾 山东省日照供电公司 吴尚洁 张忠华 袁钦成 中国电力科学研究院科锐公司
摘要:该文介绍了一种新的配电系统自动网络重构方案--基于智能负荷开关的V-I-T自动分段器方案。V-I-T型自动分段器方案适用于环网或辐射型的架空和电缆线路,分段开关之间采用分布式智能V-I-T功能相互配合,无需通信网络,配合变电站出口断路器(重合器),自动完成故障定位、清除、隔离和转供,及时快速恢复供电,调试、维护简单方便,大大减少停电面积和停电时间。
配电系统馈线自动化的重要内容之一,就是要迅速定位故障、隔离故障区段,尽可能快地恢复非故障区域的供电,以最大限度地提高供电可靠性,即故障后的网络重构。本文在对现有方案讨论和总结的基础上,提出了新型V-I-T自动网络重构方案,该方案基于新型智能分段器的分布式智能控制功能,与变电站出口重合器/断路器相配合,自动完成故障定位、清除、隔离、自动转移和恢复供电,无需通信网络,对线路冲击小,大大减少停电面积和停电时间。该方案已成功地运用到新开发研制的装置中,工程实施运行结果表明该方案实用有效,装置运行可靠,适合在系统中推广应用。
随着电子技术和通信技术在电力系统中的应用,配电终端的智能化水平越来越高。配电自动化的部分功能,尤其是实时性要求较高的故障处理和供电恢复等功能,逐渐由集中式向分布式、就地化转移,越来越趋向于由智能化终端来完成[1]。智能负荷开关集测量、监控、通信、网络重构等功能为一体,可以根据用户的使用场合的不同,灵活配置其控制功能,实现故障的自动定位、隔离和自动转移供电,是可以在配电系统大力推广的智能配电设备。
1 自动网络重构方案分析
故障后网络重构的目的,主要是隔离故障区段,迅速恢复非故障区段的供电。它的具体实现是通过一些现场设备的分、合闸操作进行的,根据控制策略的重点不同,目前故障后网络重构有两种策略[2]。
1.1 集中式智能
它是通过一个控制中心对现场的开关进行监视和控制。当线路上发生故障后,通过现场的故障检测装置检测故障,并将故障信息通过传输通道送到控制中心,控制中心根据网络拓扑信息、开关状态、故障检测信息,判断故障区段,下发遥控命令,跳开故障区段两侧的开关,重合变电站出线开关和联络开关,恢复非故障线路的供电。因此集中式智能需具备以下几个条件:
・可电动、遥控操作的开关;
・有故障检测功能的控制装置和通讯接口;
・可靠的通讯通道;
・控制中心的计算机软、硬件系统。
当然操作控制命令也可以由人工下达,但这种方式由于操作人员的参与,既费时间,又缺乏效率。集中控制方式的优点是重构期可避免短路电流冲击,且不需现场设备具有自动控制功能。一般在1~2分钟可完成操作,但这种方式要大面积推广,费用较高,在中国很难普遍实施。
1.2 就地控制功能(分布式智能)
就地控制功能是指线路上的每个开关自我检测线路电流或电压,相互配合、自动进行合分操作,以隔离故障,恢复供电,包括分段器方案和重合器/断路器方案。
1.2.1 分段器方案
它又分为两种类型的转供方案。
一种类型是电压型方案:通过检测线路电压,分段开关失压分闸、有电延时合闸,合闸后延时期内有故障则分闸闭锁,或联络开关失压延时合闸等功能达到隔离故障,恢复供电的目的。这种方案实施简单,但隔离故障和恢复送电所需操作的开关数量多,动作次数多,隔离和恢复供电时间较长。
另一种类型是电流脉冲计数型方案:通过开关的故障电流脉冲计数达到设定值后,自动分闸。它要求上、下级开关在计数设定值不一样,同时某些情况下,串联的出口断路器需进行多次重合闸操作,才能隔离故障,对线路冲击较大,出口开关有时难以满足要求。因此串联的开关必须很少。
1.2.2 重合器方案
重合器或断路器本身具备开断短路电流的能力,因此发生故障后,可就地清除故障。当然这需要控制器保护能够与变电站出口保护配合。但当一条线路上设置过多的断路器或重合器时,保护往往难以配合。该方案的设备投资较分段器方案要高很多。
上述这两种方案中,在执行恢复供电方案时,若联络开关合闸到故障点时,会造成另一次短路电流冲击。它们的优点是,不需要依赖通讯和主站系统,而可以独立工作。
1.2.3 V-I-T型自动分段器方案
新型的V-I-T分段器方案综合了电流型、电压型分布式转供方案的优点,利用智能分段器功能多样,配置灵活的特点,可同时监视故障电流和电压,与传统的分段器相比,效率提高很多,隔离故障和恢复供电时间大大缩短。
新型的V-I-T分段器方案的特点是:
・同时监测电流和电压,在检测到故障后,经过一定延时开关自动进行分、合闸操作,实现自动隔离故障和转移、恢复供电;
・利用残压闭锁功<
摘要:该文介绍了一种新的配电系统自动网络重构方案--基于智能负荷开关的V-I-T自动分段器方案。V-I-T型自动分段器方案适用于环网或辐射型的架空和电缆线路,分段开关之间采用分布式智能V-I-T功能相互配合,无需通信网络,配合变电站出口断路器(重合器),自动完成故障定位、清除、隔离和转供,及时快速恢复供电,调试、维护简单方便,大大减少停电面积和停电时间。
配电系统馈线自动化的重要内容之一,就是要迅速定位故障、隔离故障区段,尽可能快地恢复非故障区域的供电,以最大限度地提高供电可靠性,即故障后的网络重构。本文在对现有方案讨论和总结的基础上,提出了新型V-I-T自动网络重构方案,该方案基于新型智能分段器的分布式智能控制功能,与变电站出口重合器/断路器相配合,自动完成故障定位、清除、隔离、自动转移和恢复供电,无需通信网络,对线路冲击小,大大减少停电面积和停电时间。该方案已成功地运用到新开发研制的装置中,工程实施运行结果表明该方案实用有效,装置运行可靠,适合在系统中推广应用。
随着电子技术和通信技术在电力系统中的应用,配电终端的智能化水平越来越高。配电自动化的部分功能,尤其是实时性要求较高的故障处理和供电恢复等功能,逐渐由集中式向分布式、就地化转移,越来越趋向于由智能化终端来完成[1]。智能负荷开关集测量、监控、通信、网络重构等功能为一体,可以根据用户的使用场合的不同,灵活配置其控制功能,实现故障的自动定位、隔离和自动转移供电,是可以在配电系统大力推广的智能配电设备。
1 自动网络重构方案分析
故障后网络重构的目的,主要是隔离故障区段,迅速恢复非故障区段的供电。它的具体实现是通过一些现场设备的分、合闸操作进行的,根据控制策略的重点不同,目前故障后网络重构有两种策略[2]。
1.1 集中式智能
它是通过一个控制中心对现场的开关进行监视和控制。当线路上发生故障后,通过现场的故障检测装置检测故障,并将故障信息通过传输通道送到控制中心,控制中心根据网络拓扑信息、开关状态、故障检测信息,判断故障区段,下发遥控命令,跳开故障区段两侧的开关,重合变电站出线开关和联络开关,恢复非故障线路的供电。因此集中式智能需具备以下几个条件:
・可电动、遥控操作的开关;
・有故障检测功能的控制装置和通讯接口;
・可靠的通讯通道;
・控制中心的计算机软、硬件系统。
当然操作控制命令也可以由人工下达,但这种方式由于操作人员的参与,既费时间,又缺乏效率。集中控制方式的优点是重构期可避免短路电流冲击,且不需现场设备具有自动控制功能。一般在1~2分钟可完成操作,但这种方式要大面积推广,费用较高,在中国很难普遍实施。
1.2 就地控制功能(分布式智能)
就地控制功能是指线路上的每个开关自我检测线路电流或电压,相互配合、自动进行合分操作,以隔离故障,恢复供电,包括分段器方案和重合器/断路器方案。
1.2.1 分段器方案
它又分为两种类型的转供方案。
一种类型是电压型方案:通过检测线路电压,分段开关失压分闸、有电延时合闸,合闸后延时期内有故障则分闸闭锁,或联络开关失压延时合闸等功能达到隔离故障,恢复供电的目的。这种方案实施简单,但隔离故障和恢复送电所需操作的开关数量多,动作次数多,隔离和恢复供电时间较长。
另一种类型是电流脉冲计数型方案:通过开关的故障电流脉冲计数达到设定值后,自动分闸。它要求上、下级开关在计数设定值不一样,同时某些情况下,串联的出口断路器需进行多次重合闸操作,才能隔离故障,对线路冲击较大,出口开关有时难以满足要求。因此串联的开关必须很少。
1.2.2 重合器方案
重合器或断路器本身具备开断短路电流的能力,因此发生故障后,可就地清除故障。当然这需要控制器保护能够与变电站出口保护配合。但当一条线路上设置过多的断路器或重合器时,保护往往难以配合。该方案的设备投资较分段器方案要高很多。
上述这两种方案中,在执行恢复供电方案时,若联络开关合闸到故障点时,会造成另一次短路电流冲击。它们的优点是,不需要依赖通讯和主站系统,而可以独立工作。
1.2.3 V-I-T型自动分段器方案
新型的V-I-T分段器方案综合了电流型、电压型分布式转供方案的优点,利用智能分段器功能多样,配置灵活的特点,可同时监视故障电流和电压,与传统的分段器相比,效率提高很多,隔离故障和恢复供电时间大大缩短。
新型的V-I-T分段器方案的特点是:
・同时监测电流和电压,在检测到故障后,经过一定延时开关自动进行分、合闸操作,实现自动隔离故障和转移、恢复供电;
・利用残压闭锁功<
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